DE10311788A1

DE10311788A1 - Verfahren zum Herstellen einer spielfreien Lagerung bei einer Lageranordnung für eine Welle sowie Lageranordnung für eine Welle

Info

Publication number: DE10311788A1
Application number: DE2003111788
Authority: DE
Inventors: Bernd Walther; Harald Kapitza
Original assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Current assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Bei einem Verfahren zur spielfreien Lagerung einer Welle zwischen einem Getriebegehäuse und einem Gehäusedeckel wird der Deckel mit einem Lagerelement durch Einpressen des Lagerelementes derart vormontiert, daß das Lagerelement im Deckel gehalten, axial, aber verschiebbar ist und eine axiale Abstütz- oder Lagerfläche des Lagerelementes mit einem im Vergleich zum montierten Zustand größeren axialen Abstand über eine Bezugsebene wegsteht, so daß das Lagerelement beim Befestigen des Deckels an dem mit der Welle vormontierten Getriebegehäuse axial in seine dem montierten Zustand entsprechende Sollposition verschoben und diese Position des Lagerelementes fixiert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine mit diesem Verfahren realisierte Lageranordnung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 11.
Beispielsweise bei elektromotorischen Hilfsantrieben zur Verwendung in Fahrzeugen, z.B. bei Scheibenwischerantrieben oder Antrieben zum Betätigen von Fenstern, Schiebedächern usw. ist in der Regel eine spielfreie Lagerung von Wellen, insbesondere auch eine Lagerung ohne Axialspiel oder weitestgehend ohne Axialspiel (axialspielfreie Lagerung) erforderlich.

Üblich ist es, hierfür in einem Getriebegehäuse eine eine axiale Abstützung für ein Ende der Welle bildende Einstellschraube oder aber andere, axial verstellbare Abstützelemente vozusehen, auch solche, die im Getriebegehäuse axial einstellbar vorgesehen sind und nach dem Einstellen des Axialspiels beispielsweise durch eine Vergußmasse in ihrer Position fixiert werden ( DE 27 50 477 A1 , EP 0 599 063 A1 ). Nachteilig bei diesen bekannten Lageranordnungen ist aber u.a., daß zusätzlich zu dem die axiale Abstützung bewirkende Lagerelement ein weiteres radiales Lagerelement für die Welle erforderlich ist und/oder die Lageranordnungen konstruktiv sehr aufwendig sind. Auf jeden Fall erfordert aber die Einstellung des Axialspiel einen zusätzlichen Montageaufwand.

Bekannt ist es weiterhin ( DE 195 13 970 A1 ), im Getriebegehäuse zur Einstellung des Axialspiels für das Ende einer Welle ein axial gefedertes Lagerelement vorzusehen, welches während der Montage federnd und damit axialspielfrei gegen ein freies Ende der Welle anliegt und nach der Montage im Getriebegehäuse fixiert wird, beispielsweise unter Verwendung einer Vergußmasse.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches die Realisierung einer axialspielfreien Lagerung einer Welle zwischen einem Getriebegehäuse und einem Gehäusedeckel in besonders einfacher Weise bei einer vereinfachten Konstruktion und Montage ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine nach diesem Verfahren realisierte Lageranordnung ist entsprechend dem Patentanspruch 11 ausgeführt.

Bei der Erfindung wird das zugleich als Radiallager und als Axiallager bzw. als axiale Abstützung für die Welle dienende Lagerelement in dem Gehäusedeckel durch Einpressen derart vormontiert, daß es mit einem gewissen Kraftaufwand noch axial verschiebbar ist und mit seiner axialen Abstütz- oder Lagerfläche über eine Bezugsebene des Gehäusedeckels mit einer axialen Länge vorsteht, die größer ist als diejenige axiale Länge, die die Abstütz- oder Lagerfläche im fertig montierten Zustand der Lageranordnung von dieser Bezugsebene aufweist. Beim Montieren des Deckels wird dadurch das Lagerelement automatisch axial soweit verschoben, daß die axialspielfreie Lagerung der Welle zwischen dem Deckel und dem Gehäuse bzw. einer dortigen, weiteren Abstütz- oder Lagerfläche erreicht ist.

Durch ein Sicherungselement, gegen welches sich das Lagerelement abstützt, ist letzteres gegen axiales Verschieben gesichert. Als Lagerelement eignet sich beispielsweise eine beidendig offene oder aber an einem Ende verschlossene Lagerbuchse.

Die Vorteile der Erfindung sind u.a. eine vereinfachte Montage und die Möglichkeit einer stufenlosen Einstellung des Axialspiels. Bei entsprechender Ausbildung des Sicherungselementes dient dieses zugleich auch zur Abdichtung des Deckels im Bereich der Öffnung für das deckelseitige Lagerelement.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur, die in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Getriebegehäuse 1 sowie eine in diesem Gehäuse gelagerte Welle 2 mit einem Zahnrad 3 zeigt, näher erläutert.
Das in der Figur allgemein mit 1 bezeichnete Getriebegehäuse ist Bestandteil eines nicht weiter dargestellten Getriebes beispielsweise eines elektromotorischen Hilfsantriebs, z.B. eines Antriebs für Scheibenwischer, für Schiebedächern, für Fensterhebern oder dergleichen. Das Getriebegehäuse 1 dient u.a. zur Aufnahme der Welle 2 mit dem an dieser Welle vorgesehenen Zahnrad 3, welches beispielsweise das Schneckenrad eines Schneckengetriebes ist und dem entsprechend mit einer nicht dargestellten Schnecke des Getriebes zusammenwirkt. An ihrem in der Figur gezeigten freien Ende 2.1 ist die Welle 2 in einer an einem Gehäusedeckel 4 vorgesehenen Lagerbuchse 5 drehbar gelagert. Diese ist ihrerseits in einer Öffnung 6 am Boden 4.1 eines bei der dargestellten Ausführungsform napf- oder tellerartig ausgebildeten Gehäusedeckels 4 angeordnet. Der Deckelboden 4.1 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit einer über die dem Zahnrad 3 abgewandte Deckelbodenaußenfläche wegstehenden hülsenartigen Verlängerung 4.2 versehen, die achsgleich mit der Welle 2 liegt und die Öffnung 6 zur Aufnahme der Lagerbuchse 5 bildet. Weiterhin weist der Deckel 4 einen Deckelrand 4.3 auf, mit dem der Deckel 4 durch Verschrauben oder auf andere geeignete Weise gegen einen Öffnungsrand 1.1 des Getriebegehäuses abgedichtet und angepreßt anliegt.
Die Lagerbuchse 5 bildet ein Radiallager für die Welle 2 sowie zugleich auch eine axiale Abstützung für diese Welle 2 zur Vermeidung eines Axial-Spiels. Die Lagerbuchse 5 liegt hierfür mit einer die Welle 2 umgebenden ringförmigen Abstütz- oder Lagerfläche gegen eine ringförmige die Welle 2 ebenfalls umgebenden Gegenfläche 3.1 des Zahnrades 3 an. An der der Lagerbuchse 5 abgewandten Seite des Zahnrades 3 ist im Getriebegehäuse 1 zur Vermeidung des Axialspiels eine weitere Abstütz- oder Lagerfläche 7 für eine dortige ringförmige und die Welle 2 ebenfalls umgebenden Gegenfläche 3.2 des Zahnrades 3 vorgesehen.
Die Lagerbuchse 5 steht mit dem kleineren Teil ihrer axialen Länge aus der Öffnung 6 über die Innenseite des Deckelbodens 4.1 vor, und zwar um das Maß a, und bildet an diesem Ende die gegen die Gegenfläche 3.1 anliegende Abstütz- oder Lagerfläche.
Um bei einfacher Montage ein axiales Spiel für die Welle 2 zu erreichen, wird der Deckel 4 mit der Lagerbuchse 5 derart vormontiert, daß diese Lagerbuchse 5 um einen Betrag größer als das Maß a über die Innenfläche des Deckelbodens 4.1 vorsteht. Die Lagerbuchse 5 wird hierfür in der Öffnung 6 durch Einpressen befestigt, und zwar derart, daß mit einer Kraft, die beim Festschrauben des Deckels 4 am Getriebegehäuse 1 auf diesen Deckel aufgebracht wird, noch eine axiale Verschieben der Lagerbuchse 5 möglich ist, die Lagerbuchse 5 aber dennoch ausreichend fest, insbesondere auch gegen unerwünschtes Verdrehen im Deckelboden 4.1 gesichert ist.
Der so mit der Lagerbuchse 5 vormontierte Deckel 4 wird dann nach dem Einsetzen der Welle 2 mit dem Zahnrad 3 in das Getriebegehäuse 1 auf das Getriebegehäuse 1 aufgesetzt, wobei das Ende 2.1 der Welle 2 in die Lagerbuchse eingeführt wird und der über die Innenfläche des Bodens 4.1 vorstehende Teil der Lagerbuchse 5 gegen die Gegenfläche 3.1 zur Anlage kommt. Im Anschluß daran wird der Deckel 4 durch Verschrauben in Achsrichtung der Welle 2 zunehmend gegen das Getriebegehäuse 1 heran bewegt, bis der Deckelrand 4.3 gegen die Öffnungsrand 1.1 des Getriebegehäuses bzw. gegen eine dort vorgesehene Dichtung zur Anlage kommt. Hierbei wird die Lagerbuchse 5 axial soweit in die Öffnung 6 gedrückt, daß das Zahnrad 3 und damit auch die Welle 2 dann spielfrei zwischen dem Getriebegehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 4, d.h. zwischen der Lagerbuchse 5 und der Abstütz- oder Lagerfläche 7 gelagert sind.
Durch Eindrücken eines Sicherungselementes 8 in die Öffnung 6 von der Außenseite des Deckels 4 her wird die Lagerbuchse 5 in ihrer Position fixiert. Die Lagerbuchse 5 stützt sich hierbei mit ihrer den Zahnrad 3 abgewandten Stirnfläche an dem ronden- oder scheibenartigen Sicherungselement 8 ab, welches durch den hülsenartigen Fortsatz 4.2 ebenfalls in der Öffnung 6 Platz findet und nicht über die Außenkontur des Deckels 4 vorsteht. Um das Eindrücken des Sicherungselementes 8 zu erleichtern, ist dieses an der der Lagerbuchse 5 zugewandten Seite kegelstumpfförmig ausgebildet. Nach dem Eindrücken ist das Sicherungselement 8 in der Öffnung 6 durch Preßsitz gehalten. Auch andere Maßnahmen sind hierfür denkbar, beispielsweise ein Verkleben des Sicherungselementes 8 in der Öffnung 6.
Da das Sicherungselement 8 den gesamten Querschnitt der Öffnung 6 ausfüllt, dienst dieses zugleich auch der Abdichtung des Getriebegehäuses im Bereich des Deckels 4 bzw. der dortigen Öffnung 6.
Ebenso wie das Getriebegehäuse 1 sind auch der Deckel 4, die Lagerbuchse 5 und das Sicherungselement 8 beispielsweise aus Metall gefertigt. Die Verwendung auch anderer Materialien für die vorgenannten Elemente ist denkbar. Insbesondere ist es möglich, die Lagerbuchse 5 beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff zu fertigen.

1: Getriebegehäuse
1.1: Öffnungsrand des Getriebegehäuses
2: Welle
2.1: Wellenende
3: Zahnrad
3.1, 3.2: axiale Lagerfläche
4: Deckel
4.1: Deckelboden
4.2: Fortsatz
4.3: Deckelrand
5: Lagerbuchse
6: Öffnung im Deckel für die Lagerbuchse
7: Axiallager
8: Sicherungselement

Claims

Verfahren zum Herstellen einer spielfreien Lagerung bei einer Lageranordnung für eine Welle (2), beispielsweise für die Welle eines Hilfsantriebs für Fahrzeuge, zwischen einem Getriebegehäuse (1) und einem Gehäusedeckel (4), in welchem ein eine Lageröffnung sowie eine axiale Abstütz- oder Lagerfläche für die Welle (2) bildendes Lagerelement (5) vorgesehen ist, dessen Abstütz- oder Lagerfläche im fertig montierten Zustand der Lageranordnung mit einer wellenseitigen Gegenfläche (3.1) zusammenwirkt und einen ersten axialen Abstand (a) von einer Bezugsebene des Deckels (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) mit dem Lagerelement (5) durch Einpressen des Lagerelementes derart vormontiert wird, daß das Lagerelement (5) im Deckel (4) gehalten, axial aber verschiebbar ist und die Abstütz- oder Lagerfläche des Lagerelementes (5) mit einem im Vergleich zum ersten Abstand (a) größeren zweiten axialen Abstand über die Bezugsebene wegsteht, daß das Lagerelement (5) beim Befestigen des Deckels (4) an dem mit der Welle (2) vormontierten Getriebegehäuse (1) über die gegen das Lagerelement (5) anliegende wellenseitige Gegenfläche (3.1) in die dem ersten Abstand (a) entsprechende Sollposition relativ zum Deckel (4) axial verschoben wird, und daß anschließend diese Sollposition des Lagerelementes (5) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollposition des Lagerelementes (5) durch Einbringen eines eine axiale Abstützung für das Lagerelement (5) bewirkenden Sicherungselementes (8) in den Deckel (4) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (5) in einer Öffnung des Deckels (4) durch Einpressen vormontiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (8) ebenfalls in die Öffnung (6) des Deckels (4) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebene eine Ebene einer das Lagerelement (5) umschließenden Deckelinnenfläche ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Lagerbuchse (5) als Lagerelement.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (8) durch Preßsitz im Deckel befestigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines scheiben- oder rondenförmigen Sicherungselementes (8).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenseitige Gegenfläche von einer die Welle (2) umgebenden Ringfläche (3.1) gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) beim Aufsetzen des Deckels mit einer weiteren wellenseitigen Gegenfläche (3.2) gegen eine weitere axiale Abstütz- oder Lagerfläche (7) am Gehäuse (1) angedrückt wird.
Lageranordnung zur spielfreien Lagerung einer Welle eines Hilfsantriebs für Fahrzeuge zwischen einem Getriebegehäuse (2) und einem Gehäusedeckel (4), wobei im Gehäusedeckel (4) ein eine Lageröffnung sowie eine axiale Abstütz- oder Lagerfläche für die Welle (2) bildendes Lagerelement (5) vorgesehen ist, dessen Abstütz- oder Lagerfläche im fertig montierten Zustand der Lageranordnung mit einer wellenseitigen Gegenfläche (3.1) zusammenwirkt und einen ersten axialen Abstand (a) von einer Bezugsebene des Deckels (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (5) in einer Öffnung (6) des Deckels (4) durch Preßsitz, aber axial verschiebbar derart vorgesehen und durch ein ebenfalls in die Öffnung (6) des Gehäusedeckels (4) eingesetztes Sicherungselement (8) gegen axiales Verschieben gesichert ist.
Lageranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement eine Lagerbuchse (5) ist, welche die Lageröffnung sowie stirnseitig die Lageröffnung umschließende ringförmige axiale Abstütz- und Lagerfläche bildet.
Lageranordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (8) eine axiale Abstützung für das Lagerelement (5) bildet.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (8) durch Preßsitz in der Öffnung (6) des Deckels (4) gehalten ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (3.1) eine die Welle (2) umschließende Ringfläche ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (3.1) von einer ringförmigen Fläche eines auf der Welle (2) angeordneten Zahnrades (3) gebildet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite wellenseitige Gegenfläche (3.2), mit der sich die Welle (2) an einer weiteren, axialen Abstütz- und Lagerfläche (7) des Gehäuses (1) abstützt.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) einen hülsenartigen Deckelbereich (4.2) aufweist, in welchem die Öffnung (6) zur Aufnahme des Lagerelementes (5) gebildet ist.